CN117836043A - 微流体设备及其制造方法 - Google Patents

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CN117836043A CN202280056854.4A CN202280056854A CN117836043A CN 117836043 A CN117836043 A CN 117836043A CN 202280056854 A CN202280056854 A CN 202280056854A CN 117836043 A CN117836043 A CN 117836043A
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福田大祐
大西崇文
莅户隆
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Daicel Corp
University of Tokyo NUC
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Abstract

本发明涉及一种微流体设备，其特征在于，具备：隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物；以及担载于所述障碍物的表面的配体，其中，所述配体为光学活性聚合物。

Description

微流体设备及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种微流体设备及其制造方法。
背景技术
以往，作为使特定的成分从混合有多种成分的试样中分离的方法，已知利用具备分离柱作为固定相的液相色谱等具有分离功能的设备的方法。作为用于通常的液相色谱的分离柱，使用了在筒中填充有粒子状硅胶等粒子而成的粒子填充型柱、在筒中具备具有三维网眼结构的硅胶等的整体型柱。
近年来，开发了具备具有如下柱阵列结构的柱作为固定相的液相色谱并进行了研究，所述柱阵列结构是在隧道状的分离流路配置有多个柱状的障碍物(柱)而成的。在粒子填充型柱或整体型柱的情况下，存在难以精密地控制粒子的尺寸和配置、以及构成三维网眼结构的网眼的尺寸和配置的问题，另一方面，在柱阵列柱的情况下，可以使用半导体微细加工等技术制造柱并配置，因此存在能精密地制作如设计图所示的结构，能实现高的分离效率的优点。
作为与柱阵列结构相关的技术，在专利文献1中公开了一种与混合器相关的技术，该混合器通过具备柱的形状和尺寸以及各柱之间的距离被设计在特定的数值范围内的分离流路，能维持分离出的成分的分离状态并且实现高的混合特性。此外，在非专利文献1中，公开了在具有转弯结构的柱阵列柱中，通过将流路的形状设为低分散型的形状，能实现高的分离效率。此外，在非专利文献2中，公开了在具有转弯结构的柱阵列柱中，通过控制流路中的柱的配置，能实现高的分离效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-122295号公报
非专利文献
非专利文献1：Chiaki Aoyama，et al.，Analytical Chemistry，82,1420-1426(2010)
非专利文献2：Muneki Isokawa，et al.，Analytical Chemistry，88,6485-6491(2016)
发明内容
发明所要解决的问题
为了对设备赋予分离能力，在专利文献1中，在分离流路中形成多个柱，在非专利文献1和2中，在分离流路中形成多个柱后，进一步进行使十八烷基硅烷基化学键合于该柱表面的处理。然而，关于分离光学异构体的方法没有任何公开。
光学异构体在广泛的领域中使用，特别是在医药、农药等领域中，使用的材料中光学活性的化合物多，关于光学异构体的研究开发正在活跃地进行。由此，在液相色谱等设备中使用的分离柱中，能将光学异构体从混合有多种成分的试样中分离成为一大优点。即，在无法进行光学异构体的分离的上述现有的设备、特别是微流体设备中，存在改善的余地。
因此，本公开的问题在于，提供一种能将光学异构体分离的微流体设备。
用于解决问题的方案
本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过使作为配体的光学活性聚合物担载于分离流路内所具备的柱表面，能解决上述问题，从而实现了本公开。
[1]一种微流体设备，其特征在于，具备：隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物；以及担载于所述障碍物的表面的配体，其中，所述配体为光学活性聚合物。
[2]根据[1]所述的微流体设备，其特征在于，所述光学活性聚合物为多糖或其衍生物。
[3]根据[1]或[2]所述的微流体设备，其中，所述分离流路具有转弯结构，该转弯结构是如下结构：俯视情况下的内侧壁面的形状形成为外周侧扩张状的锥形。
[4]根据[3]所述的微流体设备，其中，在所述转弯结构中，俯视情况下的外周的长度与内周的长度相同。
[5]根据[1]或[2]所述的微流体设备，其中，所述分离流路具有转弯结构，该转弯结构是如下结构：具有柱的个数的密度从内周侧向外周侧变小的梯度。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的微流体设备，其中，所述微流体设备还具备用于导入试样的试样用流路。
[7]根据[6]所述的微流体设备，其中，在同一基材上具备所述分离流路和所述试样用流路。
[8]根据[7]所述的微流体设备，其中，所述基材的形状为芯片形状。
[9]一种微流体设备的制造方法，其特征在于，包括：基材准备工序，准备具备隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物的基材；以及担载工序，通过向所述分离流路中通入含配体的溶液，使配体担载于所述障碍物的表面，其中，所述配体为光学活性聚合物。
[10]根据[9]所述的微流体设备的制造方法，其中，所述基材的形状为芯片形状。
[11]根据[9]或[10]所述的微流体设备的制造方法，其中，所述基材还具备用于导入试样的试样用流路。
发明效果
根据本公开，能提供能将光学异构体分离的微流体设备。
附图说明
图1是表示柱阵列柱的一个实施方式的概略立体图。
图2是表示转弯结构的一个实施方式的剖面图。
图3是用于对未担载配体的基材的制造方法进行说明的图。
图4是表示微流体设备的一个实施方式的图。
图5是表示微流体设备的一个实施方式的图。
图6是表示微流体设备的一个实施方式的图。
图7是表示实施例中的分离评价的结果的色谱的图。
图8是表示实施例中的分离评价的结果的色谱的图。
图9是表示实施例中的分离评价的结果的色谱的图。
具体实施方式
以下对本公开的实施方式进行详细说明，但各实施方式中的各构成及其组合等为一个例子，可以在不脱离本公开的主旨的范围内适当进行构成的附加、省略、置换以及其他变更。本公开不由实施方式限定，仅由权利要求书限定。
在本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指包括“～”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围，“A～B”是指A以上且B以下。
此外，在本说明书中，“多个”是指“两个以上”。
需要说明的是，就附图中的概略图而言，为了便于说明，适当地将各种构件表示得较大或较小，并不表示本公开的实施方式的实际大小、比率。
<微流体设备的构成和特性>
作为本公开的一个实施方式的微流体设备(也简称为“微流体设备”)的特征在于，具备：隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物(也称为“柱”)；以及担载于所述障碍物的表面的配体，其中，所述配体为光学活性聚合物。
在本实施方式的微流体设备中，光学活性聚合物担载于柱的表面，因此能从通入到隧道状的分离流路中的流体中将光学异构体分离。
在本公开中，也将微流体设备所具备的“具备隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物；以及担载于所述障碍物的表面的配体的要素”称为柱阵列柱，以下对该柱阵列柱进行说明。
图1中示出本实施方式的微流体设备所具备的柱阵列柱中的一个例子。如图1所示的柱阵列柱10具备由分离流路壁(未图示)形成的隧道状的分离流路和设于该分离流路内的柱状的障碍物(柱)12。图1中的箭头F(i)表示流体向流路的流入方向，箭头F(o)表示流体从分离流路的流出方向。
在本公开中，只要没有特别说明，可以存在多个对象的数值条件设为表示其平均值。具体而言，例如，柱的高度设为将多个柱的高度的各个数值平均后的数值。
以下，对柱阵列柱10的各构成要素进行详述。
[隧道状的分离流路]
柱阵列柱10具备隧道状的分离流路。隧道状的分离流路的形态没有特别限制，与流动方向(图1中的箭头F(i)的方向)正交的分离流路的剖面的形状(分离流路的剖面形状)例如可以为矩形等多边形、圆形、半圆形或椭圆形等，优选为矩形。
与流动方向正交的分离流路的剖面的面积没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.01μm2以上，优选为1μm2以上，更优选为10μm2以上，进一步优选为100μm2以上，特别优选为1000μm2以上，特别优选为5000μm2以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000000μm2以下，优选为500000μm2以下，更优选为100000μm2以下，进一步优选为50000μm2以下，进一步优选为30000μm2以下。
分离流路的高度(特别是与流动方向正交的分离流路的剖面的形状为矩形的情况下的、柱的高度方向的矩形的高度)没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.1μm以上，优选为1μm以上，更优选为5μm以上，进一步优选为10μm以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000μm以下，优选为500μm以下，更优选为100μm以下，进一步优选为50μm以下。此外，分离流路的宽度的长度(特别是与流动方向正交的分离流路的剖面的形状为矩形的情况下的、矩形的宽度的长度)没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.1μm以上，优选为1μm以上，更优选为5μm以上，进一步优选为10μm以上，特别优选为100μm以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为10000μm以下，优选为5000μm以下，更优选为1000μm以下，进一步优选为500μm以下。
分离流路的流动方向的长度(分离流路长度)没有特别限制，从设备的尺寸的缩小化和到分离为止所需的时间的短缩化变得容易，此外也能抑制制造成本的观点考虑，通常为1000mm以下，优选为750mm以下，更优选为500mm以下，进一步优选为300mm以下，特别优选为200mm以下，此外，下限无需特别设定，可以为1mm以上，也可以为10mm以上，也可以为50mm以上。
分离流路可以仅由直线结构构成，也可以具有曲线结构，作为曲线结构，从能实现柱阵列柱10的尺寸的缩小化的观点考虑，优选具有转弯结构。转弯结构是指改变分离流路的朝向的结构，例如将分离流路的朝向改变10°以上、45°以上、90°以上、110°以上、130°以上、150°以上、160°以上、170°以上或200°以下、190°以下，优选改变至少180°。
转弯结构的形状没有特别限制，从能抑制转弯部分中的流体的扩散和分离流路的流路阻力的观点考虑，优选的是，“Chiaki Aoyama，et al.，Analytical Chemistry，82,1420-1426(2010)”(非专利文献1)等文献中公开的、俯视情况下的内侧壁面的形状形成为外周侧扩开状的锥形，作为该锥结构，进一步优选俯视情况下的外周的长度与内周的长度相同。其中，该两者的长度相同也包括大致相同的情况，不仅包含两者的长度完全一致的情况，而且包括存在实质上(例如在能得到本公开的效果的范围内)能识别为相同的误差(例如小于外周的长度的±1％的差)的情况。需要说明的是，锥结构可以适当应用非专利文献1等公知的文献中公开的条件，但并不限定于此，可以根据用途来适当设计。俯视情况下的内周侧壁面的形状形成为外周侧扩开状的锥形的结构是指，将宽度恒定的流路长度弯曲成U字形的情况下的结构(例如如图3所示的结构)的俯视时的内周的长度设为U的情况下(并且维持外周壁面的形状)构成为该U字形的内周的长度比U大(更具体而言，内周壁面的形状扩大，且内周壁面一侧的前端变细)的结构。将锥结构的一个例子示于图2(分离流路中的柱未图示)。图2中的箭头T(a)和T(b)的方向表示分离流路中的流体的送流方向，T(a)的长度为上述外周的长度，T(b)为上述内周的长度。
此外，从能抑制转弯部分中的流体的扩散和流路阻力的观点考虑，优选的是，在“Muneki Isokawa，et al.，Analytical Chemistry，88,6485-6491(2016)”(非专利文献2)等文献中公开的、所述流路具有转弯结构，该转弯结构是如下结构：具有柱的个数的密度从内周侧向外周侧变小的梯度。需要说明的是，具有该梯度的结构可以适当应用非专利文献2等公知的文献中公开的条件，但并不限定于此，可以根据用途来适当设计。
柱阵列柱的转弯结构的数量(转弯次数)没有特别限制，可以根据用途来适当设计，可以是1个，也可以是2个以上、4个以上、6个以上、8个以上、10个以上，此外，也可以是1000个以下、100个以下，从抑制流体的扩散(通过从内侧到外侧的流动和从外侧到内侧的流动而扩散被抵消)的观点考虑，优选为偶数个。
构成分离流路的构件的形状没有特别限制，可以是任意的形状，例如可以是通过后述的未担载配体的基材的制造方法制造的形状，此外，也可以是以与分离流路成为相同形状的方式即以包围分离流路形成的方式由具有一定厚度的壁构成的形状。作为形成分离流路的方法，例如在制成以包围分离流路形成的方式由具有一定厚度的壁构成的形状的情况下，可以采用将成为分离流路壁的片构件组合而形成分离流路的方法，此外，在制成任意形状的情况下，可以采用从任意形状的构件设置成为分离流路的贯通口的方法。
构成分离流路的构件的材料即流路壁的材料没有特别限制，从容易进行半导体加工的观点考虑，特别优选为硅。
[柱状的障碍物(柱)]
柱阵列柱10具备柱状的障碍物(柱)12。柱12的形态没有特别限制，柱12的底面的形状可以为三角形、四边形(特别是矩形)、五边形或六边形等多边形；或圆柱形等，从容易进行半导体加工的观点考虑，优选为四边形，特别优选为矩形。图1的柱阵列柱10中的柱12的底面的形状为矩形。
柱的配置没有特别限制，从防止峰的宽化、柱的压力上升的观点考虑，优选均匀排列。
此外，构成分离流路的构件和柱可以在分别制造后使其接合，也可以以一体成型体的形式制造。
柱12的底面的面积没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.01μm2以上，优选为0.1μm2以上，更优选为1μm2以上，进一步优选为5μm2以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000000μm2以下，优选为100000μm2以下，更优选为10000μm2以下，进一步优选为1000μm2以下，更优选为100μm2以下，进一步特别优选为50μm2以下。
柱12的底面的最大宽度(在柱的底面中能取得的最大线段的长度)没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.1μm以上，优选为0.5μm以上，更优选为1μm以上，进一步优选为2μm以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000μm以下，优选为100μm以下，更优选为50μm以下，进一步优选为10μm以下。
在柱12的底面的形状为四边形的情况下，各边的长度没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.1μm以上，优选为0.5μm以上，更优选为1μm以上，进一步优选为2μm以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000μm以下，优选为100μm以下，更优选为50μm以下，进一步优选为10μm以下。
柱12的高度没有特别限制，没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.1μm以上，优选为1μm以上，更优选为5μm以上，进一步优选为10μm以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000μm以下，优选为500μm以下，更优选为100μm以下，进一步优选为50μm以下。
各柱间的最小距离(各柱的侧面间的最小距离)没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.1μm以上，优选为0.5μm以上，更优选为1μm以上，进一步优选为1.5μm以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000μm以下，优选为100μm以下，更优选为50μm以下，进一步优选为10μm以下。
柱的间距距离(各柱的中心轴间的最小距离)没有特别限制，从制造稳定性的观点考虑，通常为0.1μm以上，优选为0.5μm以上，更优选为1μm以上，进一步优选为3μm以上，此外，从能作为微流体设备而利用的观点考虑，通常为1000μm以下，优选为100μm以下，更优选为50μm以下，进一步优选为10μm以下。
分离流路中的柱的个数没有特别限制，可以根据成为分离对象的试样的量、装置的大小来适当设计。
柱在其表面上担载光学活性聚合物作为配体。由此，能从通入到隧道状的分离流路的流体中将光学异构体分离。
光学活性聚合物的种类没有特别限制，可列举出：多糖或其衍生物、聚(甲基)丙烯酰胺、聚氨基酸、聚酰胺等，从分离性能高的观点考虑，优选多糖或其衍生物。
多糖或其衍生物的种类没有特别限制，作为多糖，例如可列举出：β-1,4-葡聚糖(纤维素)、α-1,4-葡聚糖(直链淀粉、支链淀粉)、α-1,6-葡聚糖(右旋糖酐)、β-1,6-葡聚糖(石耳素)、β-1,3-葡聚糖(凝胶多糖、裂裥菌素)、α-1,3-葡聚糖、β-1,2-葡聚糖(冠瘿(CrownGall)多糖)、β-1,4-半乳聚糖、β-1,4-甘露聚糖、α-1,6-甘露聚糖、β-1,2-果聚糖(菊粉)、β-2,6-果聚糖(左聚糖)、β-1,4-木聚糖、β-1,3-木聚糖、β-1,4-壳聚糖、β-1,4-N-乙酰壳聚糖(甲壳质)、普鲁兰多糖、琼脂糖、海藻酸、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、黑曲霉多糖或直链淀粉等。
其中，从能容易地得到高纯度的多糖的观点考虑，优选纤维素、直链淀粉、β-1,4-壳聚糖、甲壳质、β-1,4-甘露聚糖、β-1,4-木聚糖、菊粉、凝胶多糖、普鲁兰多糖、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精或黑曲霉多糖，更优选纤维素、直链淀粉、普鲁兰多糖或黑曲霉多糖。
光学活性聚合物可以单独使用一种，也可以以任意种类和组合并用两种以上。
多糖的数均聚合度(一个分子中包含的吡喃糖环或呋喃糖环的平均数)优选为5以上，更优选为10以上，没有特别的上限，从操作的容易性的方面考虑优选为1000以下，更优选为5以上且1000以下，进一步优选为10以上且1000以下，特别优选为10以上且500以下。
关于这些多糖，例如可以使用对纤维素、直链淀粉进行了化学性修饰的酯衍生物、氨基甲酸酯衍生物等作为配体。
已知这样的多糖衍生物作为手性固定相具有高的光学分辨能力。
关于作为酯衍生物或氨基甲酸酯衍生物的具体例子，例如如下物质，也可以用作本公开的配体：在日本特公平4-42371号公报中，通过苯基氨基甲酸酯的芳香族环的氢的一部分被卤素(氟或氯)取代而成的取代基对纤维素的羟基进行修饰而成的纤维素衍生物；在日本特开2005-315668号公报中记载的、通过苯基氨基甲酸酯的芳香族环的氢的一部分被氟、烷基或烷氧基取代而成的取代基对纤维素或直链淀粉的羟基进行修饰而成的纤维素衍生物和直链淀粉衍生物。
在上述多糖或其衍生物中，从作为分离对象的光学异构体的分离性能的观点、使其担载于柱时的容易性考虑，特别优选使用上述多糖衍生物。
关于多糖衍生物，不限于上述多糖衍生物，可以适当使用所希望的种类。
使所述多糖或其衍生物担载于柱的方法没有特别限制，可以使其物理性吸附而担载，也可以使其化学性键合而担载。作为物理性吸附的方法，例如，可列举出：将光学活性聚合物涂布于柱的方法，此外，作为化学性键合的方法，可列举出：柱与多糖衍生物之间的化学键合；使用了第三成分的化学键合；或通过对担体上的多糖衍生物的光照射、γ射线等放射线照射或者微波等电磁波照射等而引起的反应、或者使用自由基引发剂等的自由基反应由此产生化学键合的方法。
分离流路中的光学活性聚合物的担载量(担载于柱的光学活性聚合物的量，特别是担载于柱和分离流路壁的光学活性聚合物的量)只要是能得到本公开的效果的范围就没有特别限制，从能稳定地将光学异构体分离的观点考虑，以俯视情况下的分离流路的每单位面积的平均量计通常为0.001μmol/m2以上，优选为0.02μmol/m2以上，更优选为0.1μmol/m2以上，此外，通常为2.0μmol/m2以下，优选为1.0μmol/m2以下，更优选为0.9μmol/m2以下。
上述光学活性聚合物以外的化合物也可以担载于柱，例如可列举出：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚ε己内酯或聚(氧羰氧基-1,4-亚苯基-2,2-异亚丙基-1,4-亚苯基){双酚A的聚碳酸酯)等非光学活性聚酯；蛋白A、蛋白G、蛋白L或白蛋白及其功能性变异体等蛋白质；DNA、RNA、寡核苷酸或修饰寡核苷酸等核酸；或其他低分子化合物或低聚物；等。
<微流体设备的制造方法>
作为本公开的另一实施方式的微流体设备的制造方法(以下，也简称为“微流体设备的制造方法”)是如下微流体设备的制造方法，其特征在于，包括：基材准备工序，准备具备隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物的基材；以及担载工序，通过向所述分离流路中通入含配体的溶液，使配体担载于所述障碍物的表面，其中，所述配体为光学活性聚合物。上述的微流体设备的说明中的用语、条件只要没有特别说明，在与制造方法相关的本实施方式中也同样能应用。
在本公开中，也将具备配体未担载于柱的柱阵列柱的基材称为未担载配体的基材。
[基材准备工序]
本实施方式的微流体设备的制造方法包括：基材准备工序，准备具备隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物的基材(未担载配体的基材)。
制造上述基材的方法没有特别限制，可以通过公知的方法或将公知的方法组合来制造，从能如设计图所示地制造的观点考虑，优选包括使用半导体加工技术的工序的方法，具体而言，优选包括使用半导体加工技术对基材进行图案化的工序的方法。该基材的形状没有特别限制，从处理容易性和制造容易性的观点考虑，优选为芯片形状。在本公开中，芯片形状的基材(有时简称为“芯片”)是指一张板状的构件。
基材的方案只要能设置柱阵列柱就没有特别限制，可以使用市售品。在使用芯片形状的基材的情况下，例如可以从由硅等构成的块状材料切出而形成，也可以使包含硅等材料的组合物固化而形成，也可以直接使用市售品。
沿用图3对具体的未担载配体的基材的制造方法的一个例子进行说明。
将感光性树脂23涂布于在表背两面具有氧化膜22的硅基板21的单面(图3的(a))，对该面按照分离流路的设计图通过掩模而曝光，进行显影的操作(光刻(photolithography))，由此在基板上进行树脂的图案形成(图3的(b))。然后，浸于酸中，进行未被树脂覆盖的部分的硅氧化膜的挖掘(湿法刻蚀(wet etching))(图3的(c))。进而，去除残留树脂，将氧化膜作为抗蚀剂进行深反应离子刻蚀(deep-reactive ion etching(deep-RIE))，挖掘分离流路(图3的(d))。然后，通过湿法刻蚀去除残留氧化膜(图3的(e)，此时可以同时去除由刻蚀产生的灰尘)，然后进行用O2等离子体的硅基板的表面的再氧化(用于之后进行的表面修饰反应)，最后，通过阳极接合，进行该基板与玻璃基板24的贴合，形成分离流路25(图3的(f))，完成未担载配体的基材的制造。
上述基材的材料不限定于硅，可以使用由上述流路壁的材料构成的材料。
上述的曝光、显影的操作、图案形成、挖掘以及阳极接合等处理可以通过公知的方法进行。
[担载工序]
本实施方式的微流体设备的制造方法包括：担载工序，通过向所述分离流路中通入包含配体的溶液，使配体担载于所述障碍物(柱)的表面。
向流路中通入配体的溶液的方法没有特别限制，可以通过公知的方法进行，例如，可以从图1的F(i)向F(o)中通入包含配体的溶液。通入时的流量没有特别限制，例如可以为0.1cm3/s以上且10.0cm3/s以下，也可以为1.0cm3/s以上且5.0cm3/s以下。
可以是，通入后，将柱阵列柱通过自然干燥、减压干燥或加热处理等使存在(涂布)于分离流路中的柱上的配体的溶液干燥，由此使配体担载(涂布)于柱。在实施加热处理的情况下，加热温度没有特别限制，可以根据使用的溶液来设定，例如可以为10℃以上且100℃以下，也可以为30℃以上且80℃以下。
包含配体的溶液只要包含配体就没有特别限制。配体只要是光学活性聚合物就没有特别限制，可以使用上述的光学活性聚合物。
用于使光学活性聚合物附着于柱而通入的溶液中的配体(特别是光学活性聚合物)的含量只要是能得到本公开的效果的范围就没有特别限制，从能稳定地将光学异构体分离的观点考虑，通常为0.01mmol/L以上，优选为0.1mmol/L以上，更优选为0.5mmol/L以上，此外，通常为2.0mmol/L以下，优选为1.5mmol/L以下，更优选为1.0mmol/L以下。
包含配体的溶液中的溶剂的种类只要能使配体溶解就没有特别限制，例如可以是丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺等，其中，从能实现良好的分离性能的观点考虑，优选丙酮。
溶剂可以单独使用一种，也可以以任意种类和组合并用两种以上。
包含配体的溶液也可以包含除了配体和溶剂以外的成分(其他成分)。
[其他工序]
本实施方式的微流体设备的制造方法也可以包括除了上述基材准备工序和担载工序以外的工序(其他工序)，例如可以包括：合成工序，合成配体(光学活性聚合物)；溶液准备工序，使配体溶解于溶剂中，制造包含配体的溶液；等。
此外，在具备后述的微流体设备中可以具备的混合器等的情况下，还可以包括：混合器的形成工序、用于导入衍生物化试剂的入口的形成工序、以及衍生物化试剂流路的形成工序。
合成工序中的配体的合成方法没有特别限制，可以根据配体的种类，通过公知的方法或将公知的方法组合来合成。
在溶液准备工序中，进行溶解的方法没有特别限制，可以通过公知的方法进行，例如，可以在将配体添加到溶剂中一边搅拌一边进一步适当加热的同时实施溶解。
混合器的形成工序、用于导入衍生物化试剂的入口的形成工序、以及衍生物化试剂流路的形成工序中的形成各构件的方法可以通过与上述分离流路的形成方法同样的方法来制造。
本公开的具备柱阵列柱的微流体设备可以用作用于使特定的成分从混合有多种成分的试样中分离的液相色谱等设备。
需要说明的是，在本公开中，微流体设备是指具有μm级的流路、结构的设备，设备整体的尺寸无需是μm级。
本公开的另一实施方式的微流体设备为如下形态：上述实施方式的微流体设备(优选微流体设备的基材)还具备用于导入试样的试样用流路。微流体设备具备试样用流路的形态没有特别限制，可以是通过与在微流体设备本身形成的，例如利用图案化在基板上设置柱阵列柱的上述方法同样的方法，在形成有柱阵列柱的微流体设备进一步进行用于形成试样用流路的图案化而得到的方案，此外，也可以是通过使具备试样用流路的其他构件与微流体设备连接而得到的方案。在这些方案中，从制造容易性、制造稳定性以及小型化的观点考虑，优选在微流体设备本身形成试样用流路的方案，特别优选在同一基材上具备分离流路和试样用流路的方案。以下，对在同一基材上具备分离流路和试样用流路的方案进行具体说明。
在上述本实施方式的微流体设备中，在同一基材上形成试样用流路和分离流路，因此通过与试样用流路和分离流路作为不同的构件而存在，将它们接合而制造的方式的设备相比，设备的尺寸的缩小化和到分离为止所需的时间的短缩化变得容易，此外，也能抑制制造成本。
在微流体设备形成试样用流路的方法没有特别限制，从能如设计图所示地制造的观点考虑，优选应用使用了上述的用于在基材上形成分离流路的半导体加工技术的方法，具体而言，优选应用包括使用半导体加工技术对基板进行图案化的工序的方法。
图4中示出本实施方式的微流体设备的一个例子。就如图4所示的微流体设备的30而言，在同一基材(在此也称为“芯片”(芯片状的基材))33上形成用于导入试样的试样用流路31和通过使所述试样中的成分与流动相一起流动而分离的分离流路32。在图4中，为了便于所有构件用黑色表示，将分离流路32的部分(存在柱的流路的部分)用虚线包围来表示(可以将在虚线的范围内存在试样注入部36且存在柱的部分用虚线表示，在该试样注入部36中配置柱)。该虚线的含义在后述的图5和图6中也设为同样。此外，在本公开中，将在通入流动相和试样的部分中存在柱的区域称为分离流路。
需要说明的是，图4中的分离流路32的前后的流动相和试样用流路的方案没有特别限制，只要能通入流动相和试样即可，例如可以是从分离流路中去除了柱后的隧道状的空洞。此外，关于仅通入流动相的流动相流路(流动相与试样混合前的流动相的通入流路)，只要是能通入流动相的方案就没有特别限制。
在图4中，微流体设备具备流动相入口34，供水、有机溶剂或缓冲液等流动相导入设备中，此外，具备试样入口35，供试样导入设备中。从试样入口35导入的试样在试样注入部36与从流动相入口34导入的流动相混合，与流动相一起导入分离流路32。与流动相一起导入的试样中包含的各成分在分离流路32中沿流动方向被分离。需要说明的是，导入到分离流路32的试样和流动相从出口37排出。在该情况下，试样和流动相沿着如图1所示的F(i)流入分离流路。此外，从试样入口35导入试样处理设备，在试样注入部36中未与流动相混合的试样从试样出口38排出。需要说明的是，从试样入口35到试样出口38由在芯片33上形成的槽即试样流路31连接。需要说明的是，可以采用如下结构：构成微流体设备30的分离流路32、流动相入口34、试样入口35以及出口37等在硅等的基板上形成为槽，根据需要还形成有混合器等，如图4所示那样用玻璃覆盖槽的上部(开口部分)。
对上述流动相入口34的送液的方法没有特别限制，例如可以使用微液相色谱泵，此外可以通过对试样入口35进行压送来送液。
基材的形态没有特别限制，例如，基材的具备分离流路一侧的面的形状可以为矩形等多边形、圆形、半圆形状或椭圆形等，优选为矩形。基材的形状可以为矩形板等多边形板、圆形板、半圆形板或椭圆形板等，优选为矩形板。
以下，对基材的形态的参数进行说明，但这些参数也可以在可应用的范围内作为微流体设备的形态的参数来处理。
基材的具备柱阵列柱一侧的面的面积没有特别限制，从操作容易性的观点考虑，通常为100mm2以上，优选为400mm2以上，此外，从抑制成本的观点考虑，通常为10000mm2以下，优选为5000mm2以下。
基材的厚度没有特别限制，从处理容易性的观点考虑，通常为100μm以上，优选为150μm以上，此外，从抑制成本的观点考虑，通常为1000μm以下，优选为500μm以下。
此外，在基材的具备柱阵列柱一侧的面的形状为矩形的情况下，各边的长度没有特别限制，从处理容易性的观点考虑，通常为10mm以上，优选为20mm以上，此外，从抑制成本的观点考虑，通常为100mm以下，优选为70mm以下。
通过以上的构成，能使流动相和试样流入微流体设备中的分离流路，将光学异构体分离。
本实施方式的微流体设备在分离流路仅由直线形状构成的情况下，成为如图4所示的方式，在具有上述的转弯结构的情况下，可以采用如图5所示的方式。此外，转弯结构的数量没有限制，在利用多个转弯结构的情况下，可以采用图6所示的方式。
需要说明的是，如图5和图6所示的分离流路的转弯结构成为如下结构：俯视情况下的内侧壁面的形状形成为外周侧扩张状的锥形，但并不限定于该形状，也可以是任意的转弯结构。
本实施方式的微流体设备可以在同一基材33上具备如图4所示的构件以外的构件，例如也可以在分离流路32与出口37之间具备用于对分离出的物质进行衍生物化处理的混合器。在具备混合器的情况下，也可以具备用于导入衍生物化试剂的入口、衍生物化试剂流路。
实施例
以下，示出实施例对本公开进一步具体地进行说明。不过，本公开并不解释为限定于以下的实施例。
<实施例1>
[未担载配体的基材的制造]
作为微流体设备，在如图6所示的构成(其中，分离流路的转弯结构的数量设为12)中，在厚度500μm、单边20mm的正方形微型芯片上，形成深度60μm的槽作为试样流路31，使流动相和试样所流动的其他流路形成为深度30μm的槽。此外，分离流路32设为宽度400μm(转弯结构的曲线部分的最细部分的宽度为110μm)。
此外，分离流路的宽度(与流动方向正交的方向的长度)为400μm，流动方向的长度为110mm，分离流路32中的柱设为以边的长度为3μm、面之间的间隔为2μm排列而成的结构。
就以上的微流体设备而言，在硅基板上通过以往公知的光刻法和深反应离子刻蚀形成了各结构后，通过以往公知的阳极接合法与玻璃贴合，由此制造出未担载配体的基材。
[配体的担载]
将纤维素衍生物(纤维素三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(Cellulose tris(3,5-dimethylphenylcarbamate)))500mg溶解于1L丙酮中。接着，使用注射泵(YSP-101“标准型”，株式会社YMC制)，在室温(25℃)下以流速2μL/min使该溶液向上述未担载配体的基材通入60分钟。然后，使芯片在温度60℃下进行6小时真空干燥(减压度<10mmHg)(方形真空恒温干燥器DP300，Yamato Scientific株式会社制)，进行配体的担载，制造出微流体设备。
<分离评价>
对于上述微流体设备，以流速0.5μL/min、试样浓度100μM、在检测位置出口附近(near Outlet)(柱长110mm附近)从流动相入口34送入水/乙腈(富士胶片和光纯药株式会社制)＝40/60(v/v)，从试剂入口35送入利用下述式(1)所示的4-溴甲基-7-甲氧基香豆素(Br-Mmc)进行了荧光衍生物化的氟比洛芬(富士胶片和光纯药株式会社制)。
在试样的分离中，使用荧光显微镜在固定视野中拍摄视频。根据该视频，将流路上的一部分的荧光强度的时间变化使用Andor SOLIS(ver.4.28.30001.0：AndorTechnologies，South Windsor，CT，USA)绘制，得到了色谱图。此外，送液时的背压按照微型泵的监视器所显示的压力值进行了记录。将评价结果示于图7。
[化学式1]
<实施例2>
[未担载配体的基材的制造]
通过与实施例1同样的方法制造出未担载配体的基材。
[配体的担载]
将纤维素衍生物(纤维素三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯))的量从500mg变更为10mg，除此以外，通过与实施例1同样的方法进行配体的担载，制造出微流体设备。
<分离评价>
通过与实施例1同样的方法进行了分离评价。将评价结果示于图8。
<实施例3>
[未担载配体的基材的制造]
通过与实施例1同样的方法制造出未担载配体的基材。
[配体的担载]
将纤维素衍生物(纤维素三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯))的量从500mg变更为100mg，除此以外，通过与实施例1同样的方法进行配体的担载，制造出微流体设备。
<分离评价>
从流动相入口34将水/乙腈(富士胶片和光纯药制)的比率从40/60(v/v)变更为50/50(v/v)，除此以外，通过与实施例1同样的方法进行了分离评价。将评价结果示于图9。
附图标记说明
10：柱阵列柱；
12：柱；
21：硅基板；
22：氧化膜；
23：感光性树脂；
24：玻璃基板；
25：分离流路；
30：微流体设备；
31：试样用流路；
32：分离流路；
33：芯片；
34：流动相入口；
35：试样入口；
36：试样注入部；
37：出口；
38：试样出口。

Claims (11)

1.一种微流体设备，其特征在于，具备：
隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物；以及
担载于所述障碍物的表面的配体，
其中，所述配体为光学活性聚合物。
2.根据权利要求1所述的微流体设备，其特征在于，
所述光学活性聚合物为多糖或其衍生物。
3.根据权利要求1或2所述的微流体设备，其中，
所述分离流路具有转弯结构，所述转弯结构是如下结构：俯视情况下的内侧壁面的形状形成为外周侧扩张状的锥形。
4.根据权利要求3所述的微流体设备，其中，
在所述转弯结构中，俯视情况下的外周的长度与内周的长度相同。
5.根据权利要求1或2所述的微流体设备，其中，
所述分离流路具有转弯结构，所述转弯结构是如下结构：具有柱的个数的密度从内周侧到外周侧变小的梯度。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的微流体设备，其中，
所述微流体设备还具备用于导入试样的试样用流路。
7.根据权利要求6所述的微流体设备，其中，
在同一基材上具备所述分离流路和所述试样用流路。
8.根据权利要求7所述的微流体设备，其中，
所述基材的形状为芯片形状。
9.一种微流体设备的制造方法，其特征在于，包括：
基材准备工序，准备具备隧道状的分离流路和设于所述分离流路内的柱状的障碍物的基材；以及
担载工序，通过向所述分离流路中通入包含配体的溶液，使配体担载于所述障碍物的表面，
其中，所述配体为光学活性聚合物。
10.根据权利要求9所述的微流体设备的制造方法，其中，
所述基材的形状为芯片形状。
11.根据权利要求9或10所述的微流体设备的制造方法，其中，
所述基材还具备用于导入试样的试样用流路。
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